Para Ilmuwan Memanfaatkan Kondensat Bose-Einstein untuk Mempelajari Sifat Fuzzy Dark Matter dan Menguji Model Baru
Para ilmuwan telah menggunakan sebuah kondensat Bose-Einstein (BEC), suatu keadaan materi eksotis dan sangat dingin di Bumi, untuk meniru materi gelap yang "samar-samar" tersebut. BEC terbentuk saat atom didinginkan hingga hampir mutlak nol, sehingga mereka bergabung menjadi satu entitas mekanik kuantum yang dapat dijelaskan sebagai gelombang. Penelitian ini menemukan bahwa BEC menyerupai keadaan fisik pada inti "halo" materi gelap "samar-samar" — struktur terikat gravitasi tempat galaksi, termasuk Bima Sakti, diduga terbentuk. Temuan ini dapat membantu memahami sifat materi gelap yang misterius ini.
Penelitian ini merupakan langkah maju dalam upaya memahami materi gelap yang belum terpecahkan. Materi gelap, yang merupakan bentuk materi yang tidak terlihat dan menyumbang sekitar 85% dari total materi di alam semesta, masih menjadi misteri bagi para ilmuwan. Konsep materi gelap "samar-samar" menyarankan bahwa materi gelap terdiri dari partikel-partikel kecil yang menunjukkan perilaku gelombang.
Dalam penelitian ini, para ilmuwan berhasil menciptakan kondisi yang meniru materi gelap "samar-samar" di Bumi menggunakan kondensat Bose-Einstein (BEC). Dengan mendinginkan atom hingga mendekati nol mutlak, atom-atom tersebut bergabung menjadi satu entitas mekanik kuantum yang dapat dijelaskan sebagai gelombang. Melalui eksperimen ini, para ilmuwan dapat mengamati dan mempelajari sifat-sifat dari materi gelap "samar-samar".
Hasil penelitian menunjukkan bahwa BEC menyerupai keadaan fisik yang ada di inti "halo" materi gelap "samar-samar". "Halo" ini merupakan struktur yang terikat gravitasi dan diyakini menjadi tempat terbentuknya galaksi, termasuk Bima Sakti. Penemuan ini memberikan pemahaman baru dan persamaan khusus antara BEC dan materi gelap "samar-samar", dan tujuan akhirnya adalah menggunakan pengetahuan ini untuk mengembangkan metode pengujian observasional yang lebih baik terhadap model baru yang menarik ini.
Penelitian ini juga menemukan adanya pusaran turbulen dan fluktuasi yang mencegah keseragaman di dalam "halo" materi gelap "samar-samar". Hal ini membedakan materi gelap "samar-samar" dari kandidat-kandidat materi gelap lainnya, seperti aksion dan partikel-partikel massif yang berinteraksi lemah (WIMP), yang dikenal sebagai "materi gelap dingin" karena diyakini bergerak lebih lambat dari kecepatan cahaya.
Dalam fisika atom ultradingin, yang mendeskripsikan perilaku awan atom seperti gas rubidium, kalium, dan natrium pada suhu jutaan derajat di atas nol mutlak, digunakan untuk mempelajari efek-efek kuantum. Dalam penelitian ini, tim peneliti harus meniru daya tarik gravitasi pada skala kosmik di laboratorium untuk menunjukkan bahwa materi gelap "samar-samar" secara esensial bertindak seperti BEC raksasa. Keberhasilan ini menjanjikan upaya mendatang untuk menciptakan pengaturan laboratorium yang mereplikasi distribusi materi di alam semesta pada skala yang lebih kecil.
Dalam pernyataannya, Gerasimos Rigopoulos, seorang dosen senior matematika terapan dan fisika teoritis di Universitas Newcastle, mengungkapkan bahwa pendekatan interdisipliner dalam fisika telah memberikan hasil yang menguntungkan dalam penelitian ini. Para ilmuwan berhasil menemukan kesamaan dan bahasa tersebut dengan kelompok riset yang mempelajari dinamika BEC. Dia menyatakan bahwa tujuan akhir dari penelitian ini adalah menggunakan pengetahuan tersebut untuk mengembangkan cara-cara baru dalam menguji model materi gelap "samar-samar" secara observasional.
Nikolaos Proukakis, seorang profesor fisika kuantum di Universitas Newcastle dan salah satu penulis penelitian ini, menyatakan bahwa pencapaian ini menjanjikan untuk upaya mendatang dalam menciptakan pengaturan laboratorium yang mereplikasi distribusi materi di alam semesta dalam skala yang lebih kecil. Penelitian mendatang tim ini akan berfokus pada mempelajari sifat-sifat teoretis dari materi gelap "samar-samar" untuk menempatkan model yang menyerupai BEC ini di bawah pengujian yang lebih ketat.
Penemuan ini memberikan kontribusi penting dalam pemahaman kita tentang materi gelap, yang merupakan salah satu misteri paling menarik dalam fisika modern. Dengan menggunakan pendekatan interdisipliner antara fisika atom ultradingin dan kosmologi, para ilmuwan sedang berusaha untuk mengungkap keberadaan dan sifat sebenarnya dari materi gelap ini. Harapan kedepannya adalah bahwa penelitian ini akan membuka jalan bagi pemahaman yang lebih mendalam tentang asal-usul dan sifat materi gelap, membantu mengungkap rahasia alam semesta yang masih belum terpecahkan.
GoogleNews
